张海泉
中国长江三峡工程开发总公司

【摘要】工程活动是人类有目的、有组织、成规模的创造性实践活动，任何工程都是在一定的工程理念和工程观的指导下进行的。在传统的工程思想和观念中，往往片面强调人类征服自然、改造自然，不能正确认识和处理工程中人与自然的关系，不能正确认识和把握工程与社会的关系，导致弊端丛生。向家坝水电站工程面临特殊的社会环境，因此在工程决策、设计、施工中把改善自然环境和促进社会发展为重要条件加以考虑，在流域规划、枢纽布置、施工控制等过程中，充分研究流域经济、社会环境和自然环境，坚持水电开发的可持续发展，不仅从管理和技术上有所创新，更实现了工程理念的突破。
【关键词】创新  理念  向家坝水电站  可持续发展

一、前言

    工程活动是社会存在和发展的基础，人类在充分认识自然、掌握自然规律的基础上，通过工程活动，改造自然、运用自然规律为人类造福。工程建设同时与社会和自然紧密相关。然而，回顾以往工程发展的轨迹，我们发现人们常常忽略了一切工程建设必须是基于自然条件同时又必须保护和改善自然环境，盲目强调“征服自然”的工程理念，产生了诸多对环境不利的影响，甚至永久性的破坏了环境；更忽略了一切工程建设都是为人类生存和发展而建设，盲目追求经济效益最大化，以牺牲社会和谐为代价，其根本上已经背离了工程活动造福人类这一初衷。
    向家坝水电站以发电为主，结合防洪与灌溉，同时改善上游库区通航条件（延伸长江上游航道），并具有为上一级电站进行反调节的作用。电站总装机容量640万kW，工程土石方开挖量超过4000万m3，混凝土浇筑量近1400万m3，工程量如此之大、工程影响如此之广、工程重要性如此之殊，一旦处理不好工程、社会、自然三者之间的关系，其影响将是深远的，其后果将是及其严重的。同时，向家坝水电站紧邻城市，工程建设和运行必须更加关注自然和谐和社会和谐，使得工程建设面临着巨大的挑战。
    在巨大的挑战面前，电站建设者突破“征服自然”的传统工程理念，率先提出了“建好一座电站，带动一方经济，改善一片环境，造福一批移民” 这一新时代的水电开发理念，坚持水电开发的可持续发展，在工程决策、设计、施工中，把改善自然环境和促进社会发展为重要条件加以考虑，在电站规划、枢纽布置、施工控制等过程中，充分研究地域经济、社会环境和自然环境，坚持经济效益、社会效益、生态效益的统一，不断创新管理、革新技术，使工程真正体现了以人为本、环境友好、效益显著等现代化水电工程的特色。

二、促进经济社会的发展，建设与社会和谐的工程

    （一）以工程灌溉改善民生
    向家坝水电站规划灌区是粮食主产区 ,又是机械、电力、化工、食品饮料等工业发达区 ,也是著名的老干旱区。该区目前经济还比较落后，其中,部分地区是国家级贫困区，而这些地区本身具有丰富的资源，区位发展条件优越。
    工程可灌溉区域涉及 4市21个县。当地土地资源相对丰富，土壤肥沃，光热资源充足，交通便利，粮食生产历史悠久，但水资源贫乏 ,水利基础设施薄弱 ,干旱频繁，致使水源成为该区农业发展的制约因素之一；随着工业强省战略的加快实施 ,城镇规模不断扩大 ,经济社会发展和人民生活水平提高 ,供需水矛盾越来越突出 ,特别是水源污染严重，地下水严重超采，城乡生活生产缺水严重 ,严重威胁到人民的生存和发展，必须尽快开辟新水源。
    向家坝水电站灌区涉及的4市21个县区，可解决该地区205个乡镇371.78万亩耕园地的灌溉用水和城乡生产生活的缺水问题。2005年灌区总人口566.54万人，其中农业人口518.32万人，分别占灌区涉及县区总人口的52.8%，农业人口的59.8%；灌区内耕地面积383.22万亩，占灌区涉及县区总耕地面积的55.7%；粮食总产量271.12万t，占涉及县区的61.1%；国内生产总值302.72亿元，占涉及县区的40.2%。可见，向家坝水电站灌区是涉及县区的粮食主生产区，其中，合江县还是四川省的粮食生产基地。因此，规划灌区是涉及县区的经济基础所在，工程的建设关系着灌区各县区经济发展的命脉，在未来的社会经济建设中有着举足轻重的地位和作用。
    向家坝水电站灌区工程是灌区优化水资源合理配置,加强农业基础设施建设, 的重要条件。可以增强农业发展后劲,抗御自然灾害,推动灌区经济发展和社会进步,实现工程综合效益最大化，体现工程建设与社会和谐。
    （二）以工程建设促进地方经济发展
    向家坝库区是隶属于四川、云南两省的边远贫困山区。受历史、地理等诸多条件的限制，库区周边各县仍处于以传统农业经济为主的生产、生活状态工业基础薄弱，化工、能源等行业造成的污染严重商品经济欠发达。而库区所在的川西～滇北地区又是我国资源富集的地区之一，其人均国内生产总值远低于2 省平均水平和全国平均水平。向家坝水电站建设，对当地改善基础设施、库区乃至整个地区产业结构调整、农村劳动力转移等都带来直接影响。
    在向家坝水电站建设期间，也就是2006年至2012年，通过固定资产投资，平均每年为两地增加生产总值9亿元左右。电站建成发电后，综合考虑各方面的因素，每年至少增加生产总值15亿元。从长远来看，向家坝水电站建设的推动作用，不仅仅局限于地方GDP和财政收入等量化指标。工程的建设有利于带动地方的交通、水利等重大基础设施建设，从整体上改善地方的发展条件；有利于人流、物流、资金流、信息流的大汇集、大流转，对地方经济发展产生持久的拉动。

三、挑战世界难题，建设与人和谐的工程

    向家坝水电站最大坝高达162m，泄洪时最大下泄流量48660m3/s，最大流速可达42m/s。对于同类高坝，目前国内外主要采用挑流泄洪消能方式，这种泄洪消能方式对河床和岸坡冲刷较小，有利于坝体稳定和保护下游河道。但是，由于向家坝水电站离县城和工厂较近，采用挑流消能形式产生的雾化和强降雨会对城市居民生活和生产等产生很大影响，甚至可能会出现强烈的社会反响。为了减小工程建设与周边社会环境的相互影响，建设和谐工程，向家坝水电站采用底流泄洪消能方式，这种相对比较平静的消能方式，能够较好的解决雾化问题，但这种消能形式的研究和工程实践一直局限在中、低水头、小单宽流量泄水工程中，高水头、大流量泄洪工程采用底流消能的工程在国内外发生运行破坏的实例很多。向家坝工程泄洪频繁程度、泄洪流量和单宽流量都是十分罕见的，采用底流泄洪消能方式，存在泄洪建筑物安全稳定、下游岸坡稳定、通航影响等一系列世界级技术难题。
    为了解决这些难题，开展了大量的数值计算分析和模型试验研究，将这些问题逐一解决，《金沙江向家坝水电站泄洪消能雾化环境影响及对策措施研究专题报告》已经通过相关部门的审查，相关部位的招标设计工作已经完成。对比国内外水电工程，向家坝水电站底流消能技术在同领域已经达到世界领先水平。同时，这种国际先进的泄洪消能形式，得到了坝区周边广大人民群众的认可，为构建和谐社会、确保稳定团结和工程顺利推进提供了可靠保障。

四、创新工程管理，建设与环境和谐的工程
   
    向家坝水电站作为金沙江最末一级电站，在金沙江流域内人口最密集，工农业最集中，耕地资源紧张，森林覆盖率低，且工程影响区水生物资源丰富，是多种珍稀、特有和经济鱼类产卵、觅食区域之一，近十年其种群、数量呈不断减少趋势。这些珍贵的环境资源一旦破坏，将很难再恢复。
    同时，坝址紧邻县城，距离居民生活区最近不到100m，可以说坝区周边社会条件十分复杂，给工程建设管理提出了严峻考验。如何合理结合工程需要，进行施工总布置，直接影响工程管理、建设进度和投资控制；如何平衡坝区两地（宜宾市和昭通市）利益，统筹考虑电站建设期间带来的经济发展也是施工总布置需解决的问题。
    （一）坚持“保护优先”
    为了尽量减免对环境的不利影响，编制了《金沙江向家坝水电站环境影响报告书》，提出了相应的对策措施。在工程设计的各个阶段，将环境保护的要求作为需考虑的重要因素之一，进行了大量的方案比选和优化工作，体现了建设者对原来自然生态系统本底状况及其演变规律的重视，力求在优先保护环境的前提下开展工程建设，取得了很好的成效。
    在坝址比选的时候，对选定的坝址进行了多个坝线、水位和工程布置方案得比较，综合地形地质、场地布置、施工难度、工程投资、动能经济效益、环境影响、移民等因素，确定最终方案。
    在施工总布置阶段，对方案进行了多次调整和优化。沿靠近云天化生活区和水富县县城一带布置仓库、生活办公用地，形成噪声隔离带，减少施工噪声等对云天化生活区和县城的影响；利用施工前期边坡开挖的弃渣填筑莲花池冲沟，平整后作为施工场地，从而减少占地和损坏植被；通过优化取消了2个渣场，减少占用耕地面积863亩；对外交通公路在进行技术方案比选时遵循“少占或不占用耕地林地，少损坏或不损坏植被”的原则，尽量用桥梁、隧洞代替明路，经过调整与优化，向家坝工程对外交通专用公路桥隧比达47%。
    向家坝水电站工程砂石来自公路里程 59km以外的人工料场，如采用公路运输方案，可大幅节省投资，但植被损坏、水土流失比较严重，经综合权衡，最终采用了31km皮带输送洞方案 (隧洞段占 30. 4km )，减少占用耕林地约 73公顷，减少尾气排放 0.15万t。虽然土建投资增加 1.8亿元，但可从根本上减轻水土流失，有利于水土保持。
    （二）强调过程控制
    在工程施工过程中，难免会对环境的本底状态有所改变。为了尽量控制工程措施对环境的不利影响，向家坝水电站建设者坚持环境保护和水土保持措施与水电建设同时设计、同时施工、同时投入运行，并开创性的将水电工程中对环境保护及水土保持的技术要求纳入招标文件，将环境保护和水土保持工作细化为合同条款上的自觉行为。
    水环境保护:工程施工期间对水环境的影响主要来源于砂石加工系统和混凝土拌和系统生产废水、施工人员生活污水。施工区内设置了污水处理厂，并在施工现场配备一定数量的移动环保厕所，对生活污水进行了及时收集处理，取得了较好效果；结合工程实际、分阶段建设了砂石料生产系统和混凝土拌和系统废水处理设施，部分设施已投入运行。
    声环境保护:工程的声环境保护措施主要包括加强个人防护、优化施工工艺、优先选用低噪声施工机械、进行定时爆破和毫秒微差爆破方式、严格控制单响药量等。在居民生活区与工区之间布置仓库、生活办公用地，形成噪音隔离带，降低噪声对施工场界外敏感区的影响。
    大气环境保护:为防止施工中机械废气排放、扬尘、各种粉尘对大气造成污染， 采取了洒水或其他抑尘措施减少明挖等施工作业扬尘；施工道路配备环卫队伍和洒水车随时清扫、洒水降尘；对易于引起粉尘的细料或松散料加以遮盖或适当洒水润湿，运输时采用帆布、盖套及类似的遮盖物覆盖；砂石骨料厂、混凝土拌和楼等易于产生粉尘的生产设施，采取湿法生产。
    生活垃圾处理:施工区配备了专门的环卫队伍，按“日产日清 ”原则收集、清运生活垃圾。并将收集的生活垃圾统一填埋。

五、结束语

    向家坝水电站规模巨大，除巨大的发电效益外，还具有显著的航运、防洪、拦沙、灌溉和梯级反调节等综合效益，在发挥这些效益的同时也对两岸地方经济起到了很好的推动作用。但是，工程建设也将对区域自然环境、生态环境和社会经济产生重大的影响，为了从源头减小其环境影响，在工程设计的各个阶段，将环境保护的要求作为工程设计需考虑的重要因素之一，进行了大量的方案比选和优化工作，坚持“规范、有序、协调、健康”的建设思想，努力实践“四个一”的水电开发理念，自觉履行社会责任， 探索金沙江水电乃至全国水电的可持续开发之路，促进了工程建设与生态环境保护和社会和谐的协调推进。